РЕКУЛЬТИВАЦИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ "рекультивация" - весь комплекс работ, проводимый на нарушенной территории и включающий в себя: сбор и нейтрализацию нефтяной органики, восстановление плодородия почвы и создание стабильного растительного покрова.

три основных этапа естественного разрушения нефти на земной поверхности: I этап - длится в среднем 1, 5 года. Преобладают физико-химические процессы, включающие проникновение нефти вглубь почвы, испарение легких фракций, вымывание, окисление атмосферным кислородом и фотохимическое разложение нефтяных углеводородов. Концентрация нефти в почве за этот период снижается на 40 -50%. II этап - длится 3 -4 года после окончания первого. Разложение нефти происходит под воздействием почвенных углеводородокисляющих микроорганизмов, численность которых при этом увеличивается в 25 раз. Происходит разрушение метано-нафтеновых фракций, являющихся самыми токсичными компонентами нефти для растений и почвенных животных. III этап - начинается через 4, 5 -5 лет после разлива нефти и длится до ее полного разрушения. Этап характеризуется микробиологическим разложением остальной менее токсичной части углеводородов и смолистоасфальтеновых компонентов, которые образуют на загрязненной поверхности сплошные жесткие корочки - так называемые киры. В самом начале этапа возможно возобновление некоторых видов растений, устойчивых к повышенному содержанию нефти в грунте. Но их появлению препятствуют киры, которые не позволяют воздуху проникать в корнеобитаемый слой торфа, вызывая своеобразное удушье растений и почвенных животных. С химической точки зрения, полностью процесс естественного разрушения нефти заканчивается не менее чем через 25 лет, однако токсические свойства нефти исчезают уже через 10 -12 лет, продукты ее разложения частично включаются в почвенный гумус, частично растворяются и удаляются из почвенного профиля.

Рекультивация как совокупность химических, биологических и физических методов очистки почв РЕМЕДИАЦИЯ (от латинского remedium «лекарственное средство») – совокупность биологических и химических технологий очистки почв от антропогенного загрязнения. Биоремедиация - способ ремедиации почв с использованием биологических средств. Одним из важнейших направлений ремедиации является очистка почв от нефтяного загрязнения. К физическим методам рекультивации загрязнённых земель относится механическое снятие замазученных и битуминизированных грунтов, содержащих свыше 5 % углерода нефтепродуктов, либо удаление плёнки нефтепродуктов при помощи гидронасоса с последующим покрытием очищенной территории известью, металлолитейным песком, керамзитом. К химическим методам рекультивации земель относятся обработка почвы высокоактивными адсорбентами, гипсование с промыванием, внесение органических и минеральных удобрений. В настоящее время наиболее эффективным методом рекультивации (ремедиации) нефтезагрязненных почв является биологический, резко сокращающий (в 3 -4 раза) время восстановления земель. К биологическим методам рекультивации относятся внесение микробных препаратов, разлагающих нефть, направленная активизация почвенной микрофлоры, а также фитомелиорация – высев многолетних трав.

эколого-экономический эффект: 1. сокращение периода очищения и восстановления нарушенных участков до исходных состояний; 2. снижения общих материальных затрат на рекультивацию. типичные ошибки, допускаемые при проведении рекультивационных работ на нефтезагрязненных участках болот. При ликвидации свежих разливов нефти в первые два года применяются следующие мероприятия: 1) засыпка загрязненных участков песком и торфом, 2) перепахивание или рыхление поверхности сельхозорудиями (бороны, плуги и т. д.) и гусеницами вездеходов, 3) внесение нефтеокисляющих микроорганизмов (НОМ).

ЛОКАЛИЗАЦИЯ РАЗЛИВА НЕФТИ И ЕЁ СБОР Торфяная обваловка по периметру разлива (используются болотоходы типа "КАРТ"). Проходка направляющих траншей и борозд к общему приемному зумпфу. Установка мобильных боновых заграждений. Сбор нефти производится с использованием обычной откачивающей техники и специализированных нефтесборщиков. Для сбора нефти из межкочковых углублений - ранцевые вакуумные насосы. Основное условие сбора нефти - минимальное перемещение техники и людей по рекультивируемой поверхности, по сохранившимся участкам растительности. Сбор остаточной нефти - метод принудительной отмывки почв и растительного покрова от нефти водой (заводнение загрязненного участка на непродолжительный период, либо его периодическим дождеванием поливальными установками). Использование сорбентов, в частности торфяных матов (удерживающая способность 1 м 2 составляет от 10 до 40 кг нефти при 1215 -тикратном использовании). Уникальные сорбционные свойства имеет и природный минерал - вермикулит. Использование биопрепаратов, содержащих готовые ферменты, разрушающие нефтяные углеводороды (Белвитамин). Мульчирование загрязненной поверхности, с помощью лесопожарных грунтометов, тонким слоем (3 -5 см) высушенной торфяной (сфагновой) крошкой.

Восстановление нефтезагрязненных участков верховых болот возможно сократить с двух-трех десятков лет, которые потребовались бы в случае естественного протекания процессов их самовосстановления, до 1 -3 лет. Это зависит от соблюдения следующих основных условий: учета природной этапности разложения нефти; правильности выбора рекультивационных технологий для каждого конкретного нарушенного участка и их осуществление в полном объеме; максимального использования естественных механизмов самоочищения природы; минимально возможной технической нагрузки на рекультивируемую поверхность болот.

Нанесение на рекультивируемую поверхность методом дождевания минеральных удобрений и раскислителя для роста имеющихся в торфе нефтеокисляющих микроорганизмов, а также аэрации верхних горизонтов аэрации торфа падающей водой. Рекомендуемые дозировки минеральных элементов: Рекомендуемые дозировки минеральных элементов азота (N) - 14 -35 кг/га, фосфора (Р) - 5 -12 кг/га, калия (К) - 11 -27 кг/га. При применении комплексного удобрения "Нитроаммофоска 17 -17 -17", содержащего все указанные компоненты, норма внесения составляет 80 -200 кг/га. Количество раскислителя Д = 0, 05 Н · d · h, где Д - норма внесения карбоната кальция, т/га; Н - гидролитическая кислотность почв, мг-экв/100 г; d - плотность почвы, г/см 3 ; h - глубина известкуемого слоя почвы, см.

При рекультивации торфяных почв наиболее предпочтительным является применение способов стимулирования метаболической активности собственной аборигенной микрофлоры почвы - углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) Посредством комплекса агротехнических мероприятий и внесения алюмосиликатных минералов можно добиться 70 -80 % - й степени очистки почвы за один вегетационный сезон. Вид участка до (а) и после (б) рекультивации Загрязнение почв обедненной азотом нефтью приводит к установлению в почве режима резкого дефицита азота для микроорганизмов, что является одним из основных лимитирующих факторов быстрого самовосстановления почвы. Применение азотных минеральных удобрений в оптимальных количествах позволяет устранить данное лимитирование.

СТАДИИ ДЕЙСТВИЯ СОРБЕНТА НА НЕФТЬ Вылито 250 грамм отработки Процесс сорбции практически завершен Введен сорбент Возможность экстренного сжигания Начинается процесс сорбции нефтепродуктов

Боны сорбирующие (БСС, БС, МБС) предназначены для сорбционной чистки водной поверхности от нефти (нефтепродуктов), создания сорбционных барьеров (рубежей удерживания) на воде или вокруг технологического оборудования на твердых поверхностях, а также изоляции от загрязнений нефтью (нефтепродуктами) береговой полосы рек, водоемов, портовых и др. сооружений.

ПОДПОРНЫЕ СТЕНКИ Применяется в качестве миниплотин для отвода стока нефти к месту сбора, создания берегового барьера. Состоит из жёстко соединяемых секций с опорными устройствами и защитного полога из полимерно - тканевого материала. ПС-0, 5/30 З - Зимнее надлёдное заграждение, для создания механического барьера при розливе нефти и н/п на лёд и мёрзлые почвогрунты с использованием винтовых анкеров.

Автономный распылитель сорбента "РАС" предназначен для механизации работ по нанесению сорбента на поверхности (вода, суша), загрязненные нефтью и нефтепродуктами.

Скиммер пороговый Скиммер СП-1 порогового типа предназначен для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды в условиях с ограниченным доступом: котлованах, узких и мелких протоках рек со скоростью течения до 1 м/с. СП-1 наиболее эффективен для уборки небольших локальных разливов. Осадка (100 мм) позволяет работать на мелководье. Скиммер подключается к вакуумным установкам ВАУ-1, ВАУ-2 или мотомпомам. При подключении к вакуумным установкам скиммер снимает верхний слой нефти и нефтепродуктов до 15 мм. При подключении к мотопомпам толщина откачивающего слоя меняется от 3 до 15 мм.

Скиммер пороговый СП-3 M n Скиммер с самонастраивающимся порогом предназначен для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды в водоемах: реках, озерах, болотах и т. д. Главной особенностью конструкции является наличие. n В зависимости от производительности насоса величина откачиваемого слоя меняется от 3 до 50 мм. Это позволяет устанавливать такой режим работы, когда на слив поступает нефть с минимальным количеством воды. n Скиммер может устанавливаться в боновое заграждение, так и отдельно. Осадка (50 мм) позволяет работать на мелководье. С берегом скиммер соединяется гибким рукавом. Заградительная сетка служит для предотвращения попадания механических примесей в заборную часть скиммера.

Разборные резервуары (РР- 4, 7, 10) предназначены для сбора и временного хранения нефти и нефтепродуктов при ликвидации аварийных разливов, а также плановых работ по очистке нефтяных амбаров, нефтехранилищ, прудов-отстойников и т. п. Могут использоваться для хранения запаса воды. Резервуар представляет собой цилиндрическую обечайку, собираемую из алюминиевых секций, внутри которой устанавливается герметичный чехол из прочной нефтестойкой полимерной ткани. Для слива собранной жидкости предусмотрена сливная горловина с вентилем "Ду-50". Жидкость можно откачивать с использованием любого насосного оборудования.

Насосы вакуумные ВАУ Назначение ВАУ-1 М/н 300 Э, ВАУ-1 М/н 300 А. : ВАУ-1 М/н 300 Э, ВАУ-1 М/н 300 А. Комплект оборудования для механизации работ по вакуумному сбору разлившейся нефти и нефтепродуктов, а также отработанного сорбента с твердой и водной поверхности. Установка ВАУ-1 предназначается для ликвидации небольших разливов нефти и нефтепродуктов.

Установка ФАКЕЛ для сжигания нефтесодержащих продуктов Факел-Э -С электроприводом, Факел-А с приводом от ДВС Установка ФАКЕЛ предназначена для сжигания нефтесодержащих продуктов, образующихся при проведении работ, связанных с устранением аварийных разливов нефти: отработанных сорбентов, нефтевпитывающих матов и бонов, обтирочных и других материалов разрешенных к утилизации термическим способом.

Болотоход ПХ-1 Высокопроходимая машина предназначена для выполнения транспортных (перевоз людей и грузов на монтируемых и прицепных платформах с ограждением) и технологических (рекультивация грунта, канавокопание, разбрасывание удобрений) операций на переувлажненных торфоминеральных грунтах и неосушенных болотах, с влажностью 90%, толщиной мерзлого грунта не более 0, 05 м. При температуре воздуха от -10°С до +40°С, в светлое время суток на болотах, по ямам, буграм с уклоном до 15°, канавам шириной до 1, 5 м.

Торфяной канавокопатель МТП-37 С Комплект механизмов и машин для выполнения всего комплекса работ по ликвидации аварийных разливов нефти на торфяных залежах (от откачки и сбора нефти на месте аварии до отбора проб при проведении ежегодного мониторинга пораженных участков) разработан на базе торфяного канавокопателя МТП-37 С для выполнения различных работ в условиях незамерзающих болот, как в летний, так и в зимний период.

Очистка загрязненных нефтью почв с использованием химических реагентов серии n-clean 10 Реагент n-clean 10 - комплекс неионогенных поверхностно-активных веществ, специально разработанный для очистки загрязненных нефтью почв, удаления нефтешламов и разливов нефти. Реагент n-clean 10 полностью биоразлагаемый и неопасный для окружающей среды. Технология очистка загрязненных нефтью почв при помощи реагента n-clean 10 не уступает биологической очистке по эффективности, экономичности и простоте и отличается универсальностью и быстротой достижения результата. Раствор реагента обволакивает частицы нефти, отделяет их от почвы и суспензирует их в воде. После нескольких часов отстаивания суспензия под действием реагента расслаивается на нефть, воду и твердый неорганические частицы.

Универсальная Мобильная Система для Очистки Почв (УМСОП) Загрязненная почва загружается в УМСОП, которая может обрабатывать до 200 т загрязненной почвы в час. УМСОП - комплексная система, которая размельчает загрязненную почву, и, обеспечивая требуемую влажность и доступ воздуха, взбрызгивает в почву химреагент(ы) и/или биопрепарат(ы) в требуемых количествах/пропорциях. УМСОП обеспечивается моментальный доступ химреагентов/биопрепаратов к мельчайшим частицам почвы, в результате чего эффективность и быстрота воздействия химреагентов/биопрепаратов на почву повышается во много раз.

канадский способ рекультивации Метод «парниковой гряды» - микробиологическое окисление с естественным повышением температуры («горит» как навозная куча). На грунтовую подушку шириной 3 м укладываются змейкой перфорированные пластиковые трубы, которые затем засыпаются слоем гравия, щебня или керамзита, или материала типа «дорнит» . На эту пористую подушку сэндвичем укладываются чередующиеся слои нефтезагрязненного грунта и удобрений. В качестве последнего используется навоз, торф, опил, солома и минеральные удобрения, можно добавлять микробиологические препараты. Гряда укрывается полиэтиленовой пленкой, в трубы подается воздух от компрессора соответствующей мощности. Компрессор может работать или на топливе, или на электричестве – если есть подключение. Воздух распыляется в пористой подушке и способствует быстрому окислению. Трубы можно использовать многократно. Пленка предотвращает охлаждение; если подавать нагретый воздух и дополнительно утеплить гряду торфом или «дорнитом» , то способ будет эффективен и зимой. Нефть окисляется практически полностью за 2 недели, остаток нетоксичен и на нем прекрасно растут растения.

Изобретение относится к восстановлению нефтезагрязненных земель. Способ рекультивации нефтезагрязненных земель заключается в том, что наносят материал на поверхность нефтезагрязненных земель. В качестве материала используют отработанный проппант в виде шариков с плотностью более 10 3 кг/м 3 , которые продавливают нефтезагрязненную почву. Реализация данного способа позволяет повысить эффективность рекультивации нефтезагрязненных земель, а также утилизировать отходы нефтегазовой промышленности.

Изобретение относится к области экологии и может найти применение при восстановлении нефтезагрязненных земель.

Известен способ рекультивации нарушенных почв (RU 2044434 С1), являющийся прототипом предлагаемому способу, включающий укладку на рекультивируемую поверхность грунтов органического субстрата, полученного из обезвоженного ила и коры. После укладки компост засыпают сверху слоем песка или почвы.

Недостатком данного способа является необходимость применения песка или почвы, что увеличивает материальные затраты использования технологии.

Целью предлагаемого способа является повышение эффективности процесса рекультивации нефтезагрязненных земель, а также утилизация отходов нефтегазовой промышленности.

Под отходами нефтегазовой промышленности понимается материал, используемый при гидравлическом разрыве пласта. Данный материал имеет круглую форму в виде шариков с плотностью более 10 3 кг/м 3 .

Наиболее приемлемым материалом является отработанный проппант, который может быть представлен как в виде алюмосиликатного, так и силикатного материала. Часть проппанта после гидравлического разрыва пласта выбрасывается на поверхность и образует отход, который складируется на поверхности кустовых площадок.

Предлагаемый способ рекультивации нефтезагрязненных земель заключается в том, что берут шарики с плотностью более 10 3 кг/м 3 и с помощью известного оборудования наносят на поверхность нефтезагрязненной земли.

Шарики продавливают нефтяную пленку, образуя множество отверстий, чем обеспечивают поступление воздуха и влаги в почву, что ускоряет размножение аборигенных микроорганизмов. В результате происходит деградация нефтезагрязнений и восстановление нарушенных земель.

Способ рекультивации нефтезагрязненных земель, заключающийся в том, что материал наносят на поверхность нефтезагрязненных земель, отличающийся тем, что в качестве материала используются отработанный проппант в виде шариков с плотностью более 10 3 кг/м 3 , которые продавливают нефтезагрязненную почву.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается сорбентов, применяемых для очистки почвы и водоемов от различных химических загрязнений, в частности нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к биотехнологии и предназначено для проведения биоремедиационных мероприятий по очистке от загрязнителей углеводородной природы, в первую очередь от нефти и горючесмазочных веществ.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и, в частности, к биологической рекультивации земель, загрязненных отходами химического производства. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано при аварийных ситуациях, связанных с проливами ракетного топлива: несимметричного диметилгидразина (НДМГ), а также при очистке почвы и грунта в местах падения отделяющихся ступеней ракет-носителей.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и экологии и может быть использовано для очистки-рекультивации от загрязнений нефтью и нефтепродуктами почв земель сельскохозяйственного и промышленного назначения в районах Крайнего Севера с применением растений

2.3 Методы биоиндикации и биотестирования почв

Биодиагностика антропогенных изменений относится к экспрессным методам анализа и, кроме того, дает комплексную оценку экологического состояния почвы. Существует множество биологических показателей, с помощью которых оценивается состояние почв. Наиболее важными являются интегральные показатели биологической активности: токсичность, «дыхание», количество свободных аминокислот и белков. Интенсивность дыхания почвы является исключительно вариабельной величиной и зависит от большого количества факторов (температурного режима, влажности, состояния фитоценоза и др.). Для оценки экологического влияния загрязнений необходимо проводить сравнение данных, полученных на разных участках в максимально близких условиях. Информативными являются и другие показатели, например, ферментативная активность.

Попадание нефти и нефтепродуктов в почву приводит к изменению активности основных почвенных ферментов, что влияет на обмен азота, фосфора, углерода и серы (Киреева, Новоселова и др., 2001). Устойчивые изменения в активности некоторых почвенных ферментов могут использоваться в качестве диагностических показателей загрязнения почв нефтью. Удобна для этой цели группа ферментов, объединяемых под общим названием почвенные уреазы. Во-первых, они меньше подвержены воздействию других экологических факторов и, во-вторых, прослеживается четкая зависимость их активности от степени загрязнения почв (Киреева, Водопьянов и др., 2001).

Применение микроорганизмов для оценки интегральной токсичности почвы и создание на их основе комплексной системы чувствительных, достоверных и экономичных биотестов является перспективной областью исследований. Многие физиологические группы почвенных микроорганизмов проявляют чувствительность по отношению к нефтяным углеводородам.

Общая численность микроорганизмов, как правило, достаточно четко отражает микробиологическую активность почвы, скорость разложения органических веществ и круговорота минеральных элементов. На основании данного показателя можно не только судить о степени загрязненности почвы нефтью, но и о ее потенциальной способности к восстановлению, а также о процессах разложения нефти в естественных природных условиях и при рекультивации загрязненных почв (Киреева, 1995).

Нефтяное загрязнение может также способствовать накоплению в почве микроскопических грибов, вызывающих заболевания растений и фитотоксины (Киреева, Кузяхметов и др., 2003). Последнее обстоятельство играет немаловажную роль при разработке мероприятий по фитомелиорации нефтезагрязненных земель.

Непосредственное воздействие нефти на растительный покров в том, что замедляется рост растений, нарушаются функции фотосинтеза и дыхания, отмечаются различные морфологические нарушения, сильно страдают корневая система, листья, стебли и репродуктивные органы. Оперативную информацию о фитотоксичности загрязненной почвы можно получить, используя в качестве тест-объектов семена и проростки растений. Для удобства постановки тестов на токсичность семена подбирают по размерам и скорости их прорастания. Часто используют семена редиса, кресс-салата, кукурузы, зерновых. В качестве тест-функции выступают показатели всхожести семян, дружности и времени появления всходов, скорости удлинения проростков, последний из которых считается наиболее чувствительным.

В природных экосистемах почвенные беспозвоночные широко используются для мониторинга на уровне комплекса видов (Трублаевич, Семенова, 1997).

Набор тест-объектов из семян растений, микроорганизмов, почвенных беспозвоночных и ферментов можно использовать как в полном объеме, так и частично, в зависимости от целевого назначения исследований и степени нефтяного загрязнения почвы. Если пробы с почвенными ногохвостками и активность ферментов дают хорошую количественную характеристику токсичности почвы при низкой и средней степени ее загрязнения, то микробиологические тесты удобны для описания состояния сильнозагрязненных высокотоксичных почв (Киреева, 1995).

3. Методы восстановления нефтезагрязненных почвенных экосистем

Нефтяное загрязнение отличается от многих других антропогенных воздействий тем, что оно дает не постепенную, а, как правило, «залповую» нагрузку на среду, вызывая быструю ответную реакцию. При оценке последствий такого загрязнения не всегда можно сказать, вернется ли экосистема к устойчивому состоянию или будет необратимо деградировать. Во всех мероприятиях, связанных с ликвидацией последствий загрязнения, с восстановлением нарушенных земель, необходимо исходить из главного принципа: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении. Суть восстановления загрязненных экосистем – максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. Самовосстановление и рекультивация представляют собой неразрывный биогеохимический процесс.

Естественное самоочищение природных объектов от нефтяного загрязнения - длительный процесс, особенно в условиях Сибири , где долгое время сохраняется пониженный температурный режим. В связи с этим, разработка способов очистки почвы от загрязнения углеводородами нефти – одна из важнейших задач при решении проблемы снижения антропогенного воздействия на окружающую среду.

Классификация методов рекультивации почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами

Рекультивация земель – это комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных и загрязненных земель. Задача рекультивации – снизить содержание нефтепродуктов и находящихся с ними других токсичных веществ до безопасного уровня, восстановить продуктивность земель, утерянную в результате загрязнения (Реймерс, 1990). В настоящее время разработан ряд методов ликвидации нефтяных загрязнений почвы, включающие механические, физико-химические, биологические методы (таблица 3.1).

Таблица 3.1 - Методы ликвидации нефтяных загрязнений почвы (Колесниченко, 2004).

	Способы ликвидации	Особенности применения
Механи-ческие	Обвалка загрязнения, откачка нефти в ёмкости	Первичные мероприятия при крупных разливах при наличии соответствующей техники и резервуаров (проблема очистки почвы при просачивании нефти в грунт не решается)
	Замена почвы	Вывоз почвы на свалку для естественного разложения
Физико-химические	Сжигание	Экстренная мера при угрозе прорыва нефти в водные источники. В зависимости от типа нефти и нефтепродукта уничтожается от 50 до 70% разлива, остальная часть просачивается в почву. Из-за недостаточно высокой температуры в атмосферу попадают продукты возгонки и неполного окисления нефти; землю после сжигания необходимо вывозить на свалку
	Предотвращение возгорания	При разливе легковоспламеняющихся продуктов в цехах, жилых кварталах, на автомагистралях, где возгорание опаснее загрязнения почвы; изолируют разлив сверху противопожарными пенами или засыпают сорбентами
	Промывка почвы	Проводится в промывных барабанах с применением ПАВ, промывные воды отстаиваются в гидроизолированных прудах или ёмкостях, где впоследствии проводятся их разделение и очистка
	Дренирование почвы	Разновидность промывки почвы на месте с помощью дренажных систем; может сочетаться с использованием нефтеразлагающих бактерий
	Экстракция растворителями	Обычно проводится в промывных барабанах летучими растворителями с последующей отгонкой их остатков паром
		Разливы на сравнительно твёрдой поверхности (асфальт, бетон, утрамбованный грунт) засыпают сорбентами для поглощения нефтепродукта и снижения пожароопасности при разливе легковоспламеняющихся продуктов
	Термическая десорбция	Проводится редко при наличии соответствующего оборудования, позволяет получать полезные продукты вплоть до мазутных фракций
Биологические	Биоремедиация	Применяют нефтеразрушающие микроорганизмы. Необходима запашка культуры в почву. Периодические подкормки растворами удобрений, ограничение по глубине обработки, температуре почвы (выше 15ºС), процесс занимает 2-3 сезона
	Фиторемедиация	Устранение остатков нефти путём высева нефтестойких трав (клевер ползучий, щавель, осока и др.), активизирующих почвенную микрофлору, является окончательной стадией рекультивации загрязнённых почв

До недавнего времени наиболее распространенным и дешевым методом ликвидации нефтяного загрязнения было простое сжигание. Этот способ неэффективен и вреден по двум причинам: 1) сжигание возможно, если нефть лежит на поверхности густым слоем или собрана в накопители, пропитанные ею почва или грунт гореть не будут; 2) на месте сожженных нефтепродуктов продуктивность почв, как правило, не восстанавливается, а среди продуктов сгорания, остающихся на месте или рассеянных в окружающей среде, появляется много токсичных, в частности канцерогенных веществ (Гриценко, Акопова, 1997).

Очистка почв и грунтов в специальных установках путем пиролиза или экстракции паром дорогостояща и малоэффективна для больших объемов грунта. Требуются большие земляные работы, в результате чего нарушается естественный ландшафт, а после термической обработки в очищенной почве могут остаться новообразованные полициклические ароматические углеводороды – источник канцерогенной опасности (Пиковский, 1993).

Землевание замедляет процессы разложения нефтяных углеводородов, приводит к образованию внутрипочвенных потоков нефти, пластовой жидкости и загрязнению грунтовых вод. Складирование загрязненной почвы создает очаги вторичного загрязнения.

Качественное удаление нефтяных загрязнителей при высоких уровнях загрязнения зачастую не обходится без применения различного рода сорбентов. Среди возможного сырья для производства сорбентов наиболее привлекательными являются естественное органическое сырье и отходы производства растительного происхождения. К такому сырью относятся торф, сапропели, отходы переработки сельскохозяйственных культур и др. На базе такого сырья разработаны, например, такие сорбенты, как «Сорбест», «РС», «Лессорб» и др. (Колесниченко, 2004).

Существует технология очистки почв и грунтовых вод путем промывания их поверхностно-активными веществами. Этим способом можно удалить до 86% нефти и нефтепродуктов. Применять его в широких масштабах вряд ли целесообразно, так как поверхностно-активные вещества сами загрязняют среду и появится проблема их сбора и утилизации (Пиковский, 1993).

Благодаря многолетней практике рекультивационных работ в настоящее время в арсенале специалистов экологов накоплено значительное разнообразие различных способов восстановления почв, загрязненных нефтью и нефтепродуктами: от элементарного механического сбора веществ-загрязнителей до применения высокоэффективных углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) , в том числе продуктов генной инженерии. В отношении способов, основанных на интродукции в почву штаммов активных нефтеусваивающих культур у специалистов до сих пор нет единого мнения из-за непредсказуемости результатов интродукции штаммов по причине их конкуренции с аборигенными УОМ, широко распространенными во всех типах почв и являющихся неотъемлемым компонентом почвенного микробоценоза. Торфяные почвы северных регионов не являются исключением и содержат значительное количество УОМ, численность которых после нефтеразливов может возрастать на 2-3 порядка и составлять не менее 107 - 108 клеток в 1 г почвы. Поэтому, при рекультивации торфяных почв наиболее предпочтительным является применение способов стимулирования метаболической активности собственной аборигенной микрофлоры почвы путем оптимизации ее физико-химических условий. Так, например, один из таких способов, разработанных НТО <Приборсервис>, позволяет посредством комплекса агротехнических мероприятий и внесения алюмосиликатных минералов добиться 70-80%-й степени очистки почвы за один вегетационный сезон (рис.1)

б)

Рисунок 1. Вид участка до (а) и после (б) рекультивации

Как известно загрязнение почв обедненной азотом нефтью приводит к установлению в почве режима резкого дефицита азота для микроорганизмов, что является одним из основных лимитирующих факторов быстрого самовосстановления почвы. Применение азотных минеральных удобрений позволяет устранить данное лимитирование.

Известно, что в загрязненных нефтью почвах во многих случаях наблюдается резкое усиление процессов биологической азотфиксации. При этом проводимые исследования микробиологических процессов в нефтезагрязненной почве показали, что активность УОМ находится в прямой зависимости от интенсивности притока в почву атмосферного азота, осуществляемого азотфиксирующими микроорганизмами.

Причины ингибирования азотными удобрениями микробиологической азотфиксации в пахотных почвах вполне объяснимы: обогащение почвы доступным азотом делает процесс связывания молекулярного азота для азотфиксирующих микроорганизмов энергетически невыгодным, и они переходят на субстратный тип питания. Из сельскохозяйственной практики хорошо известно, что внесение даже средних доз минеральных азотных удобрений приводит к резкому ингибированию процессов биологической азотфиксации в почвах.

Вопреки существующим представлениям о стимулирующем влиянии азотных удобрений на УОМ данные микробиологического анализа почвы выявили обратную зависимость между численностью данных микроорганизмов в почве и количеством внесенных минеральных удобрений. Так, например, наименьшая численность УОМ была зафиксирована в контрольном варианте с максимальной стартовой дозой внесения удобрений (500 кг/га азофоски + 500 кг/га аммиачной селитры), а наибольшая - во 2-м варианте с минимальной стартовой дозой удобрений (150 кг/га азофоски + 150 кг/га аммиачной селитры).

Анализ активности азотобактера также выявил обратную зависимость между данным показателем и стартовой дозой азотных удобрений. При этом максимальный уровень активности на протяжении всего периода наблюдений отмечался в варианте с минимальной стартовой дозой удобрений. В контрольном же варианте с максимально высокой стартовой дозой активность азотобактера вовсе не была зафиксирована.

Повторное внесение азотных удобрений в оба варианта независимо от дозы привело к полному подавлению активности азотобактера. И только приблизительно на 5-6 сутки после повторного внесения удобрений активность азотобактера стала вновь возрастать.

Таким образом, даже заведомо невысокие с точки зрения специалистов в области рекультивации нефтезагрязненных почв дозы азотных минеральных удобрений, не превышающие 500 кг/га, привели к заметному подавлению активности азотфиксирующих микроорганизмов и, как следствие, сокращению притока в почву свободного азота из атмосферы, экологически абсолютно безопасного и к тому же бесплатного.

В целом обращает на себя внимание прямая зависимость между активностью азотфиксирующих и углеводородокисляющих микроорганизмов, а также степенью деградации нефти по вариантам опыта и, одновременно - обратная зависимость всех этих показателей от количества внесенных минеральных удобрений.

Биологический азот, фиксируемый микроорганизмами из атмосферы, оказывает более значительное влияние на скорость процессов микробиологической деструкции нефтепродуктов в почве по сравнению с азотом, вносимым в почву в составе минеральных удобрений. В этой связи очень примечательным является тот факт, что повторное внесение азофоски и аммиачной селитры практически не привело к снижению содержания остаточной нефти в почве и оказалось неэффективным. Велика также вероятность того, что наблюдавшееся при этом полное подавление активности азотобактера остановило дальнейшее течение процессов деструкции нефти в почве.

Анализ уровня фитотоксичности почвы показал, что контрольный вариант отличался минимальными показателями всхожести семян и максимальными показателями фитотоксичности. Наименьший уровень токсичности был отмечен в варианте с минимальной стартовой дозой внесения минеральных удобрений.

Высокий уровень токсичности в нефтезагрязненной почве может быть обусловлен накоплением на ранних этапах микробиологической деструкции большого количества нефтяных кислот и других продуктов первичной деградации нефти, обладающих высокой степенью токсичности, как для растений, так и для большинства микроорганизмов.